Цифровая трансформация агропредприятий

Введение. Цифровая трансформация всё глубже охватывает сферы жизнедеятельности, бизнеса, автоматизации и управления в структурах сельскохозяйственного производства. Потенциальные возможности цифрового преобразования среды деятельности агропредприятий, в частности, коллективных (офисных) и индивидуальных рабочих пространств, взаимодействий с удалёнными объектами, смежниками и т.п. в соответствии с современными достижениями в области цифровых технологий постоянно расширяются. Существующие объективные условия функционирования преуспевающего нес-производства на этапе его цифровой трансформации, наряду с использованием инновационных электронного оборудования и программных сред, обеспечивают использование баз ретроспективных данных о деятельности предприятий, возможность полноценного контроля за показателями реализуемых агропроцессов, применение предиктивных (опережающих) технологий управления [1–3]. Для наглядности процесс трансформации технологических инноваций, приводящий к смене одного технологического уклада на другой, представлен на рисунке 1 [4].

(гибкого, адаптивного, манёвренного) агробиз-

Цифровая трансформация

Рисунок 1 – Трансформирующие технологии и технологические уклады

Figure 1 – Transformative technologies and technological structures

В глобальном масштабе цифровая трансформация человеческой деятельности формирует уникальные виртуальные технологии. Уже сегодня широко распространены облачные сервисы для оперативного обмена информацией, хранения массивов данных, Интернет вещей и т.п., среды виртуального проектирования различных устройств, виртуального исследования различных процессов (цифровое 3D-моделирование). Расширяется внедрение различных робототехнических устройств, систем искусственного интеллекта, приложений

VR/AR (виртуальной и дополненной реальности), системной интеграции, суперкомпьютерных технологий, высокоскоростных технологий связи и др.

Методика исследований. Чтобы ускорить цифровую трансформацию, необходимо хорошо продумать и систематизировать открывающиеся возможности, определить наилучшие способы использования преимуществ цифровизации.

Благодаря множеству доступных вариантов сложно формализовать базовые подходы при цифровой трансформации управления деятельностью конкретного агропредприятия с учётом экономического и технологического аспектов. На первом этапе руководство агропредприятия привлекает компетентных специалистов для тщательного анализа и исследования реальных условий деятельности, перспективных задач с учётом рыночных условий производства. На стадии качественных исследований с участием ведущих сотрудников, а также приоритетных секторов производства, выявляют сферы, где цифровизированная поддержка технологических процессов обеспечит весомый экономический и технологический эффекты. На стадии количественных исследований выполняют сбор данных, отслеживающих производительность, опыт или вовлеченность в работу подразделений и отдельных специалистов предприятия, подтверждающих качественные наблюдения. Проведённые исследования позволят: уточнить или заново построить модель бизнес-производства; сосредоточиться на инновациях, основанных на данных; регулярно проводить тесты производительности агротехноло-гических систем; оперативно оценивать реакцию сотрудников на несовершенства агротехнологий и т.п.

Нечёткое планирование преобразований может выступать причиной отсутствия положительного результата [5]. Детально проработанная дорожная карта цифровой трансформации предприятия (долгосрочные и краткосрочные планы) обеспечит решение задач эффективного преобразования:

• •    организация современного цифрового офиса;

• •    использование облачных инфраструктур офисной информационной среды;

• •    контроль и оптимизация деятельности дистанционных сотрудников;

• •    коммуникации подразделений и сотрудников с учётом их приоритетов в единой информационной среде;

• •    рациональное обеспечение техническим оборудованием, программным обеспечением;

• •    исключение влияния на информационную среду внешних и нештатных внутренних воздействий;

• •    контроль за работой мобильного персонала, безопасное и эффективное взаимодействие с ним;

• •    обеспечение наиболее удобного и эффективного взаимодействия сотрудников офиса между собой и с руководством;

• •    оптимизация всех видов ресурсов при создании и функционировании цифрового предприятия.

Результаты исследований и их обсуждение. Тенденции цифровой трансформации. Одно из наиболее применяемых программных средств для деловой деятельности многих организаций – управление корпоративным контентом.

В последние годы происходит смена монолитных корпоративных информационнотелекоммуникационных (ИТ) структур. Стратегия смены предусматривает использование в архитектуре систем управления контролируемыми процессами модульных микросервисных структур. Данный подход обеспечивает возможность быстрого изменения (масштабируемость «по требованию», расширение и модификация функционала), обеспечивая высокую адаптацию ИТ-систем бизнес-производства к постоянно изменяющимся требованиям, условиям производства, конъюнктуре рынка. При этом специалистам предприятия, в зависимости от приоритета, открыт доступ для сбора и аналитики требуемой информации (технологические параметры процессов, характеристики продукции, в том числе, смежников и конкурентов, финансовые затраты и т.п.). Поиск и интеллектуальная обработка информации требует использования семантических технологий, когда с конкретным термином связаны родственные характеристические понятия, а также корреляции с другими частями запроса (предложения). Данные технологии характеризует точность и быстрота нахождения текстовых документов, аудио- и видеоматериалов. Также в ИТ-системе может использоваться голосовое управление и возможность одной командой запустить целую последовательность действий.

Цифровая трансформация весьма эффективна и рациональна, в частности, при функционировании в условиях удалённой работы, разработки рабочих проектов или процессов совместно специалистами из разных подразделений предприятия. Взаимодействие аналитики и специалистов максимально оперативно обеспечивает использование общих «облачных» баз данных. ИТ-руководители вместо ситуационного реагирования могут перейти к проактивным

(прогнозным) стратегическим инициативам цифровой трансформации [6]. ИТ-лидеры предлагают гибкие методы улучшения моделей массового обслуживания, автоматизации процессов и реализации стратегических программ, требующих совместной работы с заинтересованными сторонами.

Современные направления цифровой трансформации, которые подлежат учёту при формировании приоритетов, создании дорожных карт, определении стратегий и перспектив деятельности цифрового предприятия, определяют:

• -    изменение бизнес-моделей;

• -    улучшение клиентского опыта и опыта сотрудников;

• -    работа в нескольких информационных центрах, частных и публичных облаках;

• -    обработка данных в реальном времени и управляемая событиями архитектура;

• -    перевод машинного обучения из концепции в коммерческую эксплуатацию.

Основное внимание должно уделяться технологиям и методам, которые помогают большему количеству специалистов оказывать быстрое влияние на бизнес-производство за счёт новых технологических возможностей и информационных ресурсов.

Эффективным средством коммуникации является видеосвязь для удалённой работы в офисе, в производственной зоне и на дому [7–9]. Видеосвязь – полезный, удобный при использовании инструмент, иногда отменяет необходимость непосредственного общения специалистов между собой. Рабочее место будущего специалиста предложит более цельный и захватывающий опыт, включая дополненную к действительности виртуальную визуализированную реальность.

Тренды современной автоматизации

• 1.    Повышение роли собственных экспертов автоматизации – быстрая адаптация биз-нес-производства к константному изменению и усложнению структур и алгоритмов функционирования средств автоматизации, своевременная модернизация компонентов предприятия по условиям производства, определение стратегии управления бизнес-производством, анализ взаимодействий между цифровой средой, подразделениями, отдельными исполнителями и производственными процессами, формирование интеллектуальных информационно-поисковых

• 2.    Гиперавтоматизация – конкретизация, внедрение и объединение наиболее эффективных методов и устройств автоматизации, гарантирующих получение требуемых сквозных организационных решений, создание производственных структур для повторяющихся и рутинных задач в сети предприятия. Новая архитектурная концепция получила название Content Service Platform (CSP), которая позволяет осуществлять управление множеством неструктурированных данных (документов, сообщений электронной почты, данных автоматизированных систем, платёжек, счетов-фактур, отчётов, корреспонденций и др.) в системе взаимодействующих последовательных процессов.

• 3.    Использование Robotic process auto mation (RPA) – внедрение принципов автоматизации процессов, использующих программное обеспечение и алгоритмы функционирования ботов (роботов с максимально быстрой реакцией на возмущения), в том числе, систем искусственного интеллекта. Согласно расписанию, RPA оперативно и чётко решает актуальные задачи в необходимое время, освобождая сотрудников от выполнения повседневных рутинных задач. За счёт использования RPA ошибки сотрудников исключаются, они сосредотачивают внимание на решении более ответственных и трудных задач.

• 4.    Развитие концепции Интернета поведения (IoB – Internet of Behaviors) – новая ступень Интернета вещей: к сети постоянно подключены физические объекты (вещи), а также эксперты-специалисты. Используя специальное программное обеспечение и сетевые источники информации (Интернет, сети связи, телематики и сенсоры носимых устройств и др.), технологии IoB генерируют, классифицируют, анализируют и передают широкий спектр баз данных (параметры технологических процессов, состояние технологического оборудования, наличие сырья, местоположение мобильных объектов и сотрудников и т.п.). Обработку информации устройства IoT выполняют самостоятельно. Специалисты контролируют их работу и, по необходимости, производят настройку системы, устанавливают приоритеты пользователей при передаче информации, определяют доступ к базам данных, фиксируют цифровые следы подключений к среде IoT, корректируют команды управления предприятием.

баз данных.

От сотовой связи к беспилотным мобильным агрегатам и дистанционному управлению с искусственным интеллектом. Важнейшей характеристикой систем управления является скорость передачи данных. В качестве канала передачи данных могут быть использованы сотовые телефонные сети (рисунок 2).

1G	2G	3G	4G	4G+/5G	5GmmW
Аналоговый сигнал Analog signal AMPS-технологии AMPS technologies Голосовые записи Voice recordings	Цифровой сигнал Digital signal GSM-технологии GSM technologies E-mail Web-камеры 2,5G E-mail Web cameras 2.5G	1-мобильный широкополосный доступ 1-mobile broadbandaccess Глобальный роуминг Global roaming Web, TV, медиа Web, TV, media	IP-протокол IP-protocol Мобильная широкополосная связь Mobile broadband Рентабельность по сравнению с 3G Profitability compared to 3G	Более высокое качество Higher quality Развитие 4G 4GDevelop-ment	Новый RAT/RAN New RAT/RUN Повсеместное подключение Widespread connection Высокая вместительность и скорость High capacity and speed Включает 4G Includes 4G

Рисунок 2 – Эволюция мобильных сетей от первого до пятого поколения

Figure 2 – Evolution of mobile networks from the first to the fifth generation

Первоначально стандарт 1G и 2G использовался только для мобильной телефонии по технологии GSM. Эти сети на момент внедрения обеспечивали передачу текстовых сообщений SMS/MMS небольшого размера со скоростью до 14,4 кБит/с. Внедрение новых сервисов GPRS и EDGE в сетях 2G (цифровые пакетные технологии) позволили увеличить скорость передачи данных – до 384 кбит/с.

В России сеть 3G (стандарт UMTS) запустили в 2008 году. Важная характеристика сетей поколения 3G, по сравнению с сетями GSM, – увеличенная надёжность связи за счёт снижения вероятности потери связи. Стандарт GSM предусматривает жёсткое (принудительное) пе- реключение потребителя между базовыми станциями. В сетях 3G перемещение пользователя фиксирует базовая станция. При удалении пользователя от базовой станции его «ведут» соседние, замыкая часть потока информации на себя. Сети прошли несколько этапов модернизации, использование стандартов HSPA и HSPA+ повысило скорость передачи данных до 14,4 Мбит/с и 42 Мбит/с, соответственно [10].

В настоящее время для высокоскоростного доступа в Интернет, в том числе, мобильного, а также мобильной связи, применяют сети с повышенной пропускной способностью – сети 4G. Рабочими частотами сетей четвёртого поколения в России являются частоты 1800 и 2600 МГц, а также 800 МГц. Стандарты сетей 4G теоретически могут обеспечить скорость работы в Интернете для стационарного пользователя до 1 Гбит/с и более (технология 4G++ – BeyondLTE).

Следующий шаг в развитии беспроводных сетей – сети поколения 5G. Функциональные параметры перспективных сетей пятого поколения (увеличенные скорость передачи информации, надёжность, широкополосный доступ и др.) обеспечат эффективную работу практически любого пользователя, включая крупные сложные по структуре производственные системы в важнейших отраслях (энергетика, транспорт, медицина, сельское хозяйство), системы обеспечения жизнедеятельности людей и др.), не только в штатных, но и в критических (форс-мажорных) ситуациях. Особую перспективу получат системы видеонаблюдения с высоким качеством изображений, аналитики и взаимного машинного М2М общения.

Специалисты, работающие в среде инфокоммуникаций, должны обладать практическими знаниями и профессионально осуществлять выбор скорости загрузки информации, принудительно определять стандарт сети, в которой функционирует обслуживаемая система.

Для оперативного и эффективного решения практических насущных и перспективных задач современного агропроизводства в рамках конкретного предприятия или объединения предприятий рационально использовать единую централизованную среду управления и планирования проектов, обмена информацией [11, 12]. Сегодня существует ряд платформ с возможностью коллективной дистанционной работы, удобных для полноценного управления бизнесом и работой (создание и внедрение новых продуктов, технологий, управление проектами, планирование и отслеживание рабочего процесса и др.), глобального маркетингового обмена информацией, использования общего контента и т.п. (например, Asana, Trello, Basecamp, Workfront, Airtable, Paymo, Kissflow и др.). Эти сервисы обеспечат организацию полноценного управления проектами, планирования и отслеживания рабочих процессов, обширных баз данных, расширенных отчётов в реальном времени и многое другое. Тем не менее, есть определённые отличия между ними.

Весьма перспективно в рассматриваемом классе задач применять положительно зареко- мендовавшие себя при дистанционном обучении платформы: MicrosoftTeams, Zoom, Moodle и т.п. Они оснащены удобными инструментами автоматизированного вербального и невербального общения, что позволяет использовать сервис не только чисто технологического управления, но и машинно-человеческого общения.

На рисунке 3 приведена перспективная обобщённая структурно-функциональная схема использования технологий 5G в сельском хозяйстве. Применение схемы с использованием цифровых возможностей сетей 5G расширит функции и технологические возможности аграрных предприятий: контроль параметров любых технологических процессов в режиме реального времени, реализацию предиктивных управлений (в том числе, дистанционного управления крупными агропромышленными системами), применение беспилотных мобильных наземных и летающих устройств и др. Значительный рост скорости передачи информации (10Гбит/с и более), существенное сокращение задержек передачи (в 4–5 раз меньше, чем в сетях 4G) обеспечат сетям пятого поколения 5G большие преимущества при работе в среде Интернет вещей (IoT), позволит реализовать инновационные функции (периферийные вычисления и др.). Высокая пропускная способность, малая сетевая задержка ускорят формирование баз данных, их дифференциацию и анализ, переход к применению искусственного интеллекта. Стоит ожидать, что в течение ближайшего времени будет осуществлён переход к гибридной универсальной бизнес-модели производственных структур обеспечения офисной и дистанционной (мобильной) работы.

Применение баз данных совместно с аналитическими инструментами в составе сетевых технологий и устройств для конференц-связи обеспечивает эффективное взаимодействие сотрудников между собой в ходе управления агропроцессами. Переход агропредприятий на удалённую работу определяет необходимость оперативного анализа поведенческой аналитики – канала оценки рациональности функционирования сотрудников, в том числе, в составе подразделений предприятия. Анализ баз данных, кроме этого, обеспечит рациональное размещение технологических инвестиций, предприятие экономит материально-технические ресурсы.

1 – умные переносные устройства; 2 – качественная вода; 3 – умная мобильность; 4 – умная парковка; 5 – жилой дом;

6 – приоритет облачного трафика; 7 – другие аграрные объекты; 8 – умные электрические сети; 9 – офис современного агропредприятия; 10 – умный дом; 11 – связь от машины к машине; 12 – умная дорога; 13 – управление коммунальными трассами; 14 – здание умного посёлка; 15 – безопасность и наблюдение

Рисунок 3 – Возможности использования технологий 5G в сельском хозяйстве

1 – smart portable devices; 2 – high-quality water; 3 – smart mobility; 4 – smart parking; 5 – residential building; 6 – priority of cloud traffic; 7 – other agricultural facilities; 8 – smart electric networks; 9 – office of a modern agricultural enterprise; 10 – smart house; 11 – car-to-car communication; 12 – smart road; 13 – management of utility routes;

14 – smart village building; 15 – security and surveillance Figure 3 – Possibilities of using 5G technologies in agriculture

Особый интерес представляют системы видеонаблюдения на основе современных профессиональных видеокамер (ActiveCam – камеры АК-видеонаблюдения с высоким IQ), применяемых для M2M видеомониторинга на мобильных агрегатах. Свободное подключение камер ActiveCam в профессиональный сервис облачного видеонаблюдения через Интернет с функцией надёжного хранения записей – готовая система видеонаблюдения, быстро, надёжно и без капитальных затрат позволяет развернуть качественную систему видеонаблюдения в животноводстве, в растениеводстве и на других удалённых, территориально распределённых объектах.

Заключение. Цифровая трансформация агропромышленного производства – перспективное направление повышения его эффективности за счёт новейших компьютерных технологий для реализации новых функций устройств управления процессами:

• -    мониторинг и аналитика объективной информации о ходе технологических процессов в режиме реального времени;

• -    оперативная реализация управления (в том числе, дистанционного, предиктивного) процессами крупных агропромышленных систем в штатных и не предусмотренных технологическими картами ситуациях;

• -    применение в необходимых случаях неспециализированного или универсального технологического оборудования, например, беспилотных мобильных наземных и летающих устройств и др.;

• -    увеличение эффективности труда сотрудников (персонального и в составе подразделений), сокращение нерациональных потерь времени и ресурсов при регулярном выполнении рутинных часто повторяемых операций и т.п.;

• -    повышение сложности решаемых задач для выявления скрытых закономерностей и обоснованное прогнозирование развития агро-производственных ситуаций;

• -    автоматизация на базе ИТ-систем важна также с социальных позиций, т.к. повышает заинтересованность молодых специалистов к работе в сфере аграрного комплекса.